某核电厂压力容器支座“流-固”耦合分析

摘要

核电厂反应堆压力容器(RV)通过安装在屏蔽墙内的四个支座进行支撑，因此支座的安全性和可靠性对整个压力容器安全起到至关重要的作用，直接关系到反应堆的正常运行和电站寿命。在反应堆运行过程中，热量从压力容器接管传递到支座，并进一步传递到支座底面的混凝土。根据美国混凝土协会(ACI)规定，一次屏蔽混凝土的最高温度不应超过93.3℃，因此必须控制与混凝土接触的支座底面的最高温度，避免造成严重事故。非能动核电厂压力容器支座采用空气强制对流的冷却方式，因此冷却空气的流场和温度场是影响支座温度场的关键因素。rn 本文建立了压力容器支座的“流-固”耦合CFD数值模型，通过将支座和内部空气分别定义为“固体”和“流体”属性，以及耦合“流-固”接触表面的方式，模拟了空气对流冷却支座的传热过程，系统分析了支座温度场和空气流场的分布规律；进一步基于建立的“流-固”耦合模型，研究了考虑保温层热损失(bQ)和/或支座热损失(zQ)两种不同情况下的支座温度场分布，校验了给定空气流量情况下的支座底面最高温度；本文模型和结论为压力容器支座设计和冷却空气温度选择提供了指导意义。